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利用浮力测物体密度实验设计


一、浮力基本实验 1.在探究“影响浮力大小因素”的实验中,小宇同学利用体积相同 的铁块A和铝块B及图示器材,做了如图7所示的若干实验。 ⑴若要探究物体所受浮力的大小是否与物体的密度有关,应选用的 操作是_________________(填写序号);这一实验操作中,应控制的 变量是_______________。 ⑵根据以上实验,如何判断浮力的大小是否与物体的密度有关? ⑶将操作

①③⑤组合起来, 可探究浮力的大小是否与________有关。 2.某同学做验证阿基米德原理的实验,如图所示,完成下列各题。 (1)实验的合理步骤是: 。 (2)将图中的数据填入表中 物体重G 物 体 浸 入 液 体 时 小 筒 重 G1 小 筒 和 (牛) 弹 簧 秤 的 示 数 F (牛) 液体 的 (牛) 总 重 (牛)

(3)计算物体受到的浮力F浮= 牛。 (4)物体排开的液重G液= 牛。 (5)实验的结论是: 。 3. 小芳要探究金属圆柱受到水的浮力与浸在水中深度的关系,实验装置如图所示,将高为9cm的金属圆柱体 缓慢浸入水中(水足够深),在金属圆柱体接触容器底之前,记下金属体下表面所处的不同深度h和弹簧测力 计相应的拉力示数F,实验数据如下表: 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 h/cm 0 2 4 6 8 10 12 14 F/N 6.75 6.25 5.75 5.25 4.5 4.5 4.5 4.5 (1)第3次实验时,金属圆柱受到的浮力大小为:_________N. (2)据实验数据,分析金属圆柱浸在水中受到的浮力大小与浸入水中深度的关系是 _________________________________________________________________________ 4.把图13—27中观察到的弹簧秤和量筒的示数记录在下面的表格中. 物重(N) 物体在水中弹簧 物体受到的浮力 物体排开水 物体排开水 3 秤示数(N) (N) 的体积(cm ) 的重力(N) 5.小红在做“固体在液体中所受到的浮力大小跟什么因素有关”的实验探究时,根据 自己的生活经验和感受猜想:“在同种液体中,固体所受到的浮力大小跟排开液体的 体积成正比。”小红利用弹簧测力计、满足实验要求的装有水的量筒、大小合适的柱 体(已知柱体的密度ρ 柱体大于水的密度ρ 水),设计了一个验证猜想的实验探究方案, 以下是她设计的实验步骤及实验分析,请你补充完整。 实验步骤: (1)在 中,用弹簧测力计测出柱体的重力G; (2)将柱体由浅入深浸入水中不同深度6次,并改变浸入水中的体积,但柱体不能 ,分别记 下弹簧测力计的示数(G1、 G2、 G3、 G4、G5和G6),并计算柱体排开水的体积(V1、V2、 V3、 V4、V5和V6);

实验分析:通过比较 ,即验证了小红的猜想“在同种液体中,固体所受到的浮力大小跟排开液体 的体积成正比。”是正确的。

二、利用浮力测密度 (一)一漂一沉法



写出实验步骤及表达式。

1.如图示,将一空玻璃小试管放入盛有60厘米 水的量筒中,量筒中水面 3 3 升至73厘 处,再将其压入水中,水面降至66厘米 处。求(1)小试管的质 量。(2)小试管玻璃的密度。

3

2.小明手上有一块橡皮泥,他想测出橡皮泥的密度。小明利用一个量筒、适量的水设计了一个测量橡皮泥密 度的方案,以下是他设计的部分实验步骤,请你按照小明的思路,将实验步骤补充完整(知橡皮泥的密度大 于水的密度)。 (1)将适量的水倒入量筒中,读出水面所对量筒的示数V1; (2) ,读出水面所对量筒的示数V2。 (3)将橡皮泥浸没量筒中,读出水面所对量筒的示数V3; 已知水的密度为 , 利用上述测出的物理量和已知量写出橡皮泥密度的表达式: 。

(二)一漂一压法 写出实验步骤及表达式:

1、利用量筒、钢针和水如何测出小木块的密度,写出步骤及表达式。

(三)二提法 写出步骤及表达式:

(四)三提法 写出步骤及表达式:

(五)溢水法 用天平、溢水杯、水、小烧杯如何测出小金属块的密度?写出实验步骤及表达式。

(六)天平(体积比较小的) 写出实验步骤和表达式:

(七)两次漂浮(密度计法) 例:用密度计、水、两个烧杯如何测出未知液体的密度?

1、 欢欢利用小试管、 螺母和细线制成一个“土密度计”, 用如图所示的方法测量液体的密度。 3 3 “土密度计”在酒精(ρ 酒精=0.8×10 kg/m )中静止时露出液面的高度为3cm;“土密度计” 3 在硫酸铜溶液中静止时露出液面的高度为3.8cm。则此硫酸铜溶液的密度为多少kg/m 。

三、辨析类题 1.小东同学学习浮力的知识后,认为“漂浮的物体所受到的浮力一定大于下沉的物体所受到的浮力”,请你 设计一个实验说明小东同学的说法是错误的。 实验提供的器材有:符合实验要求的量筒和足量的水。请你在全部使用提供的实验器材的基础上,再补 充其它的实验器材并完成实验步骤。

2. 小张同学认为:把石块放入水中石块下沉,说明石块没有受到浮力。请你设计一个实验,说明小张的观点 是不正确的。(1)写出你选用的实验器材。(2)简述实验过程及实验现象:

3.小明在做“研究浮力大小与哪些因素有关的实验”时,发现把小石块放入水中会下沉,而把小木块放入水 中会上浮,因此小明得到了这样的结论:密度大的物体在水中受的浮力小,密度小的物体在水中受的浮力大。 请你利用身边的物品或实验器材设计一个实验,用实验来说明小明的观点是错误的。要求:(1)写出你选用 的物品或实验器材。(2)简述实验过程。(3)简要分析说明小明的结论是不正确的。

4.现有已调节好的弹簧测力计、橡皮泥、细线、装有足量水的烧杯。小明同学设计一个实验,验证浸没在水 中的物体所受浮力是否与物体的形状有关。请你将实验步骤补充完整,说明浸没在水中的物体所受的浮力与 物体的形状是否有关。 实验步骤: (1)用细线系好橡皮泥挂在弹簧测力计下,将橡皮泥浸没在水中静止时,记录测力计的示数F1; (2) 。 实验分析及结论: 。 5.固体在液体中所受的浮力大小跟什么因素有关呢?在进行该问题的探究时, 小李根据自己的感受,提出: “在同种液体中,固体所受的浮力大小跟排开液体的体积成正比。”现有实验器材:测力计,多个相同的钩 码,高度足够的烧杯,水。请你根据提供的器材设计一个实验验证小李的猜想。请你写出实验步骤,并用字 母表示所测量的物理量。

四、设计探究类题 1、实验桌上有如下器材:弹簧测力计、量筒、烧杯各一个;水、盐水、细线适量;一大块橡皮泥;体积相同 的铜块和铁块各一块;体积不同的铁块各一块.要求从实验桌上选择适当器材,设计一个方案,探究“浮力 的大小与物体密度是否有关”。

2、小刚同学在测量一木块的密度时,由于木块的密度ρ 木小于水的密度ρ 水,因此他在测量时采取了如下的方 法: ①将木块悬挂在竖直的弹簧测力计下,测出木块的重力G1; ②取一个铁块悬挂在竖直的弹簧测力计下,测出铁块的重力G2; ③将铁块完全浸没在水中,读出弹簧测力计的拉力F1; (1)为了测出木块的密度,小刚接下来的操作与测量应是: ,读出并记录弹簧测力 计的示数F2。 (2)根据以上测量的物理量和水的密度ρ 水,得出计算木块密度的表达式为ρ 木=______。


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